JP2020114048A - 電力変換ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】導電部と外部接続部との接続が困難となることの抑制された電力変換ユニットを提供する。【解決手段】電力変換ユニットは、Ａ相リアクトル５２１とＢ相リアクトル５２２、および、これを支持する支持部７１０を有する。支持部の第１主面７１０ａにＡ相リアクトルが支持されている。第１主面の裏側の第２主面７１０ｂにＢ相リアクトルが支持されている。支持部の内部に冷媒を流動させるための流路７４０が構成されている。流路の一部が、第１主面と第２主面の並ぶ並び方向において、Ａ相リアクトルとＢ相リアクトルそれぞれと並んでいる。第２主面における並び方向に沿ったＡ相リアクトルの投影領域外にＢ相リアクトルが支持されている。【選択図】図２

Description

本明細書に記載の開示は、電力変換ユニットに関するものである。

特許文献１に示されるように、半導体モジュールに接続されるリアクトルと、リアクトルを収納するケースと、を備える電力変換装置が知られている。

特開２０１７−１０７９６７号公報

ところで特許文献１に示される電力変換装置が複数のリアクトルを有する場合、これら複数のリアクトルがケースの内部空間に収納される。これにより複数のリアクトル間での伝熱が生じる。この結果、複数のリアクトルそれぞれが温度上昇する虞がある。

そこで本明細書に記載の開示は、複数のリアクトルそれぞれの温度上昇が抑制された電力変換ユニットを提供することを目的とする。

開示の１つは、複数のスイッチ（５３１，５３２）と、
複数のスイッチと電気的に接続される複数のリアクトル（５２１，５２２）と、
複数のスイッチと複数のリアクトルそれぞれを支持する支持部（７１０）と、を有し、
複数のリアクトルのうちの一部を第１リアクトル（５２１）、残りを第２リアクトル（５２２）とすると、
支持部の第１支持面（７１０ａ）に第１リアクトルが支持され、第１支持面の裏側の第２支持面（７１０ｂ）に第２リアクトルが支持され、
支持部の内部に冷媒を流動させるための流路（７４０）が構成され、
流路の一部が、第１支持面と第２支持面の並ぶ並び方向において、第１リアクトルと第２リアクトルそれぞれと並び、
並び方向に直交する直交方向において第１リアクトルと第２リアクトルとが離間し、第２支持面における並び方向に沿った第１リアクトルの投影領域外に第２リアクトルが支持されている。

このように第１リアクトル（５２１）と第２リアクトル（５２２）との間に支持部（７１０）が位置している。この支持部（７１０）に冷媒の流動する流路（７４０）が構成されている。そして第１リアクトル（５２１）と第２リアクトル（５２２）とが並び方向で並んでいない。

そのために通電などによって第１リアクトル（５２１）と第２リアクトル（５２２）のうちの一方で発生した熱が、第１リアクトル（５２１）と第２リアクトル（５２２）のうちの他方に伝熱することが抑制される。複数のリアクトル（５２１，５２２）それぞれの温度上昇が抑制される。

なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

車載システムを示す回路図である。 電力変換ユニットの断面図である。 電力変換ユニットの下面図である。 電力変換ユニットの上面図である。

以下、実施形態を図に基づいて説明する。

（第１実施形態）
＜車載システム＞
先ず、図１に基づいて電力変換装置３００の設けられる車載システム１００を説明する。この車載システム１００は電気自動車用のシステムを構成している。車載システム１００は、バッテリ２００、電力変換装置３００、および、モータ４００を有する。電力変換装置３００が電力変換ユニットに相当する。

また車載システム１００は図示しない複数のＥＣＵを有する。これら複数のＥＣＵはバス配線を介して相互に信号を送受信している。複数のＥＣＵは協調して電気自動車を制御している。複数のＥＣＵの制御により、バッテリ２００のＳＯＣに応じたモータ４００の力行と回生が制御される。ＳＯＣはstate of chargeの略である。ＥＣＵはelectronic control unitの略である。

バッテリ２００は複数の二次電池を有する。これら複数の二次電池は直列接続された電池スタックを構成している。この電池スタックのＳＯＣがバッテリ２００のＳＯＣに相当する。二次電池としてはリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、および、有機ラジカル電池などを採用することができる。

電力変換装置３００はバッテリ２００とモータ４００との間の電力変換を行う。電力変換装置３００はバッテリ２００の直流電力をモータ４００の力行に適した電圧レベルの交流電力に変換する。電力変換装置３００はモータ４００の発電（回生）によって生成された交流電力をバッテリ２００の充電に適した電圧レベルの直流電力に変換する。

モータ４００は図示しない電気自動車の出力軸に連結されている。モータ４００の回転エネルギーは出力軸を介して電気自動車の走行輪に伝達される。逆に、走行輪の回転エネルギーは出力軸を介してモータ４００に伝達される。

モータ４００は電力変換装置３００から供給される交流電力によって力行する。これにより推進力が走行輪に付与される。またモータ４００は走行輪から伝達される回転エネルギーによって回生する。この回生によって発生した交流電力は、電力変換装置３００によって直流電力に変換されるとともに降圧される。この直流電力がバッテリ２００に供給される。また直流電力は電気自動車に搭載された各種電気負荷にも供給される。

＜電力変換装置＞
次に電力変換装置３００を説明する。電力変換装置３００はコンバータ５００とインバータ６００を備えている。コンバータ５００はバッテリ２００の直流電力をモータ４００の力行に適した電圧レベルに昇圧する。インバータ６００はこの直流電力を交流電力に変換する。この交流電力がモータ４００に供給される。またインバータ６００はモータ４００で生成された交流電力を直流電力に変換する。コンバータ５００はこの直流電力をバッテリ２００の充電に適した電圧レベルに降圧する。

図１に示すようにコンバータ５００は第１電力ライン３０１と第２電力ライン３０２を介してバッテリ２００と電気的に接続されている。第１電力ライン３０１はバッテリ２００の正極に接続されている。第２電力ライン３０２はバッテリ２００の負極に接続されている。そしてコンバータ５００は第３電力ライン３０３と第２電力ライン３０２を介してインバータ６００と電気的に接続されている。

＜コンバータ＞
コンバータ５００は第１コンデンサ５１０、リアクトル５２０、および、第１スイッチ群５３０を有する。第１コンデンサ５１０の有する２つの電極のうちの一方が第１電力ライン３０１に接続されている。第１コンデンサ５１０の有する２つの電極のうちの他方が第２電力ライン３０２に接続されている。リアクトル５２０は第１電力ライン３０１に接続されている。リアクトル５２０と第１スイッチ群５３０とが連結バスバ５４０を介して電気的に接続されている。そして第１スイッチ群５３０は第３電力ライン３０３と第２電力ライン３０２それぞれに接続されている。

リアクトル５２０はＡ相リアクトル５２１とＢ相リアクトル５２２を有する。これに応じて第１スイッチ群５３０はＡ相レグ５３１とＢ相レグ５３２を有する。これら２相のレグそれぞれは直列接続された２つのスイッチ素子を有する。これら２相のレグは上記のＥＣＵおよびゲートドライバによって各相独立して駆動制御される。若しくは、ＥＣＵおよびゲートドライバによって２相のレグは同調して駆動制御される。

Ａ相レグ５３１とＢ相レグ５３２それぞれは、スイッチ素子として、ハイサイドスイッチ５３５とローサイドスイッチ５３６を有する。またＡ相レグ５３１とＢ相レグ５３２それぞれは、ハイサイドダイオード５３５ａとローサイドダイオード５３６ａを有する。これら半導体素子が樹脂封止されてパッケージが構成されている。

本実施形態では、ハイサイドスイッチ５３５とローサイドスイッチ５３６としてｎチャネル型のＩＧＢＴを採用している。これらハイサイドスイッチ５３５とローサイドスイッチ５３６それぞれのコレクタ電極、エミッタ電極、および、ゲート電極それぞれに接続された端子の先端が上記のパッケージの外に露出されている。

図１に示すようにハイサイドスイッチ５３５のコレクタ電極は第３電力ライン３０３に接続されている。ハイサイドスイッチ５３５のエミッタ電極とローサイドスイッチ５３６のコレクタ電極とが接続されている。ローサイドスイッチ５３６のエミッタ電極が第２電力ライン３０２に接続されている。これによりハイサイドスイッチ５３５とローサイドスイッチ５３６は第３電力ライン３０３から第２電力ライン３０２へ向かって順に直列接続されている。

また、ハイサイドスイッチ５３５のコレクタ電極にハイサイドダイオード５３５ａのカソード電極が接続されている。ハイサイドスイッチ５３５のエミッタ電極にハイサイドダイオード５３５ａのアノード電極が接続されている。これによりハイサイドスイッチ５３５にハイサイドダイオード５３５ａが逆並列接続されている。

同様にして、ローサイドスイッチ５３６のコレクタ電極にローサイドダイオード５３６ａのカソード電極が接続されている。ローサイドスイッチ５３６のエミッタ電極にローサイドダイオード５３６ａのアノード電極が接続されている。これによりローサイドスイッチ５３６にローサイドダイオード５３６ａが逆並列接続されている。

なお、これらハイサイドスイッチ５３５とローサイドスイッチ５３６としては、ＩＧＢＴではなくＭＯＳＦＥＴを採用することもできる。採用するスイッチ素子の種類としては特に限定されない。ただし、これらスイッチ素子としてＭＯＳＦＥＴを採用する場合、上記のダイオードはなくともよい。

また、コンバータ５００を構成する半導体素子は、Ｓｉなどの半導体、および、ＳｉＣなどのワイドギャップ半導体によって製造することができる。半導体素子の構成材料としては特に限定されない。

更に言えば、Ａ相レグ５３１とＢ相レグ５３２それぞれの備えるスイッチ素子の種類と構成材料は異なっていてもよい。例えば、Ａ相レグ５３１の備えるスイッチ素子がＳｉＣから構成されるＭＯＳＦＥＴ、Ｂ相レグ５３２の備えるスイッチ素子がＳｉから構成されるＩＧＢＴであってもよい。

図１に示すように、Ａ相リアクトル５２１の一端は第１電力ライン３０１に接続されている。Ａ相リアクトル５２１の他端はＡ相連結バスバ５４１を介してＡ相レグ５３１のハイサイドスイッチ５３５とローサイドスイッチ５３６との間の中点とに接続されている。

同様にして、Ｂ相リアクトル５２２の一端は第１電力ライン３０１に接続されている。Ｂ相リアクトル５２２の他端はＢ相連結バスバ５４２を介してＢ相レグ５３２のハイサイドスイッチ５３５とローサイドスイッチ５３６との間の中点とに接続されている。Ａ相レグ５３１とＢ相レグ５３２がスイッチに相当する。Ａ相リアクトル５２１とＢ相リアクトル５２２が第１リアクトルと第２リアクトルに相当する。

Ａ相レグ５３１とＢ相レグ５３２それぞれの備えるハイサイドスイッチ５３５とローサイドスイッチ５３６は上記のＥＣＵとゲートドライバによって開閉制御される。ＥＣＵは制御信号を生成し、それをゲートドライバに出力する。ゲートドライバは制御信号を増幅し、それをスイッチのゲート電極に出力する。これによりＥＣＵはハイサイドスイッチ５３５とローサイドスイッチ５３６を開閉制御して、コンバータ５００に入力される直流電力の電圧レベルを昇降圧する。

ＥＣＵは制御信号としてパルス信号を生成している。ＥＣＵはこのパルス信号のオンデューティ比と周波数を調整することで直流電力の昇降圧レベルを調整している。またＥＣＵはＡ相レグ５３１とＢ相レグ５３２のうちの駆動対象とするレグの数を選択することで昇降圧レベルを調整している。この昇降圧レベルはモータ４００の目標トルクとバッテリ２００のＳＯＣに応じて決定される。

バッテリ２００の直流電力を昇圧する場合、ＥＣＵはハイサイドスイッチ５３５とローサイドスイッチ５３６それぞれを交互に開閉する。これとは反対にインバータ６００から供給された直流電力を降圧する場合、ＥＣＵはローサイドスイッチ５３６に出力する制御信号をローレベルに固定する。それとともにＥＣＵはハイサイドスイッチ５３５に出力する制御信号をハイレベルとローレベルに順次切り換える。

＜インバータ＞
インバータ６００は第２コンデンサ６１０と第２スイッチ群６２０を有する。第２コンデンサ６１０の有する２つの電極のうちの一方が第３電力ライン３０３に接続されている。第２コンデンサ６１０の有する２つの電極のうちの他方が第２電力ライン３０２に接続されている。第２スイッチ群６２０は第３電力ライン３０３と第２電力ライン３０２それぞれに接続されている。

第２スイッチ群６２０はＵ相レグ６２１、Ｖ相レグ６２２、および、Ｗ相レグ６２３を有する。これら３相のレグそれぞれは直列接続された２つのスイッチ素子を有する。

Ｕ相レグ６２１〜Ｗ相レグ６２３それぞれは、スイッチ素子として、ハイサイドスイッチ６２４とローサイドスイッチ６２５を有する。またＵ相レグ６２１〜Ｗ相レグ６２３それぞれは、ハイサイドダイオード６２４ａとローサイドダイオード６２５ａを有する。これら半導体素子が樹脂封止されてパッケージが構成されている。

本実施形態では、ハイサイドスイッチ６２４とローサイドスイッチ６２５としてｎチャネル型のＩＧＢＴを採用している。これらハイサイドスイッチ６２４とローサイドスイッチ６２５それぞれのコレクタ電極、エミッタ電極、および、ゲート電極それぞれに接続された端子の先端が上記のパッケージの外に露出されている。

図１に示すようにハイサイドスイッチ６２４のコレクタ電極は第３電力ライン３０３に接続されている。ハイサイドスイッチ６２４のエミッタ電極とローサイドスイッチ６２５のコレクタ電極とが接続されている。ローサイドスイッチ６２５のエミッタ電極が第２電力ライン３０２に接続されている。これによりハイサイドスイッチ６２４とローサイドスイッチ６２５は第３電力ライン３０３から第２電力ライン３０２へ向かって順に直列接続されている。

そしてＵ相レグ６２１の備えるハイサイドスイッチ６２４とローサイドスイッチ６２５との間の中点がモータ４００のＵ相ステータコイルに接続されている。Ｖ相レグ６２２の備えるハイサイドスイッチ６２４とローサイドスイッチ６２５との間の中点がモータ４００のＶ相ステータコイルに接続されている。Ｗ相レグ６２３の備えるハイサイドスイッチ６２４とローサイドスイッチ６２５との間の中点がモータ４００のＷ相ステータコイルに接続されている。

また、ハイサイドスイッチ６２４のコレクタ電極にハイサイドダイオード６２４ａのカソード電極が接続されている。ハイサイドスイッチ６２４のエミッタ電極にハイサイドダイオード６２４ａのアノード電極が接続されている。これによりハイサイドスイッチ６２４にハイサイドダイオード６２４ａが逆並列接続されている。

同様にして、ローサイドスイッチ６２５のコレクタ電極にローサイドダイオード６２５ａのカソード電極が接続されている。ローサイドスイッチ６２５のエミッタ電極にローサイドダイオード６２５ａのアノード電極が接続されている。これによりローサイドスイッチ６２５にローサイドダイオード６２５ａが逆並列接続されている。

なお、これらハイサイドスイッチ５３５とローサイドスイッチ５３６としては、コンバータ５００と同様にしてＩＧＢＴではなくＭＯＳＦＥＴを採用することもできる。これらスイッチ素子としてＭＯＳＦＥＴを採用する場合、上記のダイオードはなくともよい。

インバータ６００を構成する半導体素子は、コンバータ５００と同様にして、Ｓｉなどの半導体、および、ＳｉＣなどのワイドギャップ半導体によって製造することができる。

これまでに説明したように、インバータ６００はモータ４００のＵ相ステータコイル〜Ｗ相ステータコイルそれぞれに対応する３相のレグを有する。これら３相のレグの備えるハイサイドスイッチ６２４とローサイドスイッチ６２５それぞれのゲート電極に、ゲートドライバによって増幅されたＥＣＵの制御信号が入力される。

モータ４００を力行する場合、ＥＣＵからの制御信号の出力によって３相のレグの備えるハイサイドスイッチ６２４とローサイドスイッチ６２５それぞれがＰＷＭ制御される。これによりインバータ６００で３相交流が生成される。モータ４００が発電（回生）する場合、ＥＣＵは例えば制御信号の出力を停止する。これによりモータ４００の発電によって生成された交流電力が３相レグの備えるダイオードを通る。この結果、交流電力が直流電力に変換される。

＜電力変換装置の構成＞
次に、電力変換装置３００の構成を説明する。それに当たって、以下においては互いに直交の関係にある３方向をｘ方向、ｙ方向、および、ｚ方向とする。ｘ方向が直交方向に相当する。ｙ方向が対向方向に相当する。ｚ方向が並び方向に相当する。

図２〜図４に示すように電力変換装置３００は、これまでに図１に基づいて説明したコンバータ５００とインバータ６００それぞれの構成要素の他に、これらを支持（収納）するケース７００を有する。

ケース７００は支持部７１０、第１枠部７２０、および、第２枠部７３０を有する。支持部７１０はｚ方向の厚さの薄い扁平形状を成している。支持部７１０はｚ方向で並ぶ第１主面７１０ａとその裏側の第２主面７１０ｂを有する。第１主面７１０ａに第１枠部７２０が連結されている。第２主面７１０ｂに第２枠部７３０が連結されている。

第１枠部７２０は第１主面７１０ａからｚ方向に起立している。第１枠部７２０は第１主面７１０ａを囲む態様で、環状を成している。これにより第１枠部７２０の環状の第１内面７２０ａと支持部７１０の第１主面７１０ａとによってｚ方向に開口する第１収納空間が区画されている。

第２枠部７３０は第２主面７１０ｂからｚ方向に起立している。第２枠部７３０は第２主面７１０ｂを囲む態様で、環状を成している。これにより第２枠部７３０の環状の第２内面７３０ａと支持部７１０の第２主面７１０ｂとによってｚ方向に開口する第２収納空間が区画されている。

このようにケース７００は第１収納空間と第２収納空間を備えている。これら第１収納空間と第２収納空間それぞれの一部が支持部７１０によって区画されている。第１収納空間と第２収納空間との間に支持部７１０が位置している。

図２および図３に示すように支持部７１０の内部には、冷媒を流動させるための流路７４０が構成されている。この流路７４０に冷媒を供給する流入口７４１と、流路７４０の冷媒を排出する流出口７４２それぞれは、支持部７１０の第１主面７１０ａと第２主面７１０ｂとを連結する側面７１０ｃに開口している。流入口７４１と流出口７４２はｙ方向で離間して並んでいる。第１主面７１０ａが第１支持面に相当する。第２主面７１０ｂが第２支持面に相当する。側面７１０ｃが連結面に相当する。

図３において破線で概略的に示すように、流路７４０は流入口７４１から離間する態様でｘ方向に沿って延びた後、折れ曲ってｙ方向に沿って延びている。そして流路７４０は再び折れ曲がって、流出口７４２に向かってｘ方向に沿って延びている。このように流路７４０はｚ方向に直交する平面においてＵ字形状を成している。

流路７４０に冷媒が流動すると、それによって支持部７１０が冷却される。支持部７１０によってその一部の区画される第１収納空間と第２収納空間それぞれも冷却される。これら第１収納空間と第２収納空間それぞれに、図１に示す電力変換装置３００の各種構成要素が収納される。

第１収納空間にインバータ６００の構成要素が収納される。そして第１収納空間と第２収納空間それぞれにコンバータ５００の構成要素が分けて収納される。

具体的に言えば、第１収納空間にインバータ６００の構成要素である第２コンデンサ６１０とＵ相レグ６２１〜Ｗ相レグ６２３が収納される。それとともに、第１収納空間にコンバータ５００の構成要素の一部である、第１コンデンサ５１０の一部、Ａ相リアクトル５２１、および、Ａ相レグ５３１が収納される。そして第２収納空間に第１コンデンサ５１０の残り、Ｂ相リアクトル５２２、および、Ｂ相レグ５３２が収納される。

このように第１収納空間にはインバータ６００とともにコンバータ５００のＡ相の構成要素が収納される。第２収納空間にはコンバータ５００のＢ相の構成要素が収納される。Ａ相リアクトル５２１が第１リアクトルに相当する。Ｂ相リアクトル５２２が第２リアクトルに相当する。

電力変換装置３００はこれまでに説明した構成要素の他に、図４に示す冷却器８００を有する。冷却器８００は供給管８１０、排出管８２０、および、複数の中継管８３０を有する。供給管８１０と排出管８２０は複数の中継管８３０を介して連結されている。

供給管８１０と上記の流出口７４２とが図示しない連結管によって連結されている。そのために流出口７４２から排出された冷媒が、この連結管を介して供給管８１０に供給される。供給管８１０に供給された冷媒は、複数の中継管８３０を介して供給管８１０から排出管８２０へと流れる。

図４に示すように供給管８１０と排出管８２０はそれぞれｘ方向に延びている。供給管８１０と排出管８２０はｙ方向で離間している。複数の中継管８３０それぞれは供給管８１０から排出管８２０へと向かってｙ方向に沿って延びている。

複数の中継管８３０はｘ方向で離間して並んでいる。隣り合う２つの中継管８３０の間に空隙が構成されている。冷却器８００には計４個の空隙が構成されている。これら４個の空隙それぞれにＡ相レグ５３１、Ｕ相レグ６２１、Ｖ相レグ６２２、および、Ｗ相レグ６２３が個別に設けられている。

これら４相のレグそれぞれはｘ方向で中継管８３０と接触している。これにより４相のレグで発生した熱が中継管８３０を介して冷媒に放熱可能になっている。

図２と図４に示すように、第１収納空間において、流路７４０の流入口７４１側にＡ相レグ５３１とＵ相レグ６２１〜Ｗ相レグ６２３それぞれの収納された冷却器８００が位置している。ｘ方向において、流入口７４１から離間する態様で、冷却器８００、Ａ相リアクトル５２１、および、第１コンデンサ５１０の一部が順に並んでいる。第２コンデンサ６１０は冷却器８００、Ａ相リアクトル５２１、および、第１コンデンサ５１０の一部それぞれとｙ方向で並んでいる。

図２と図３に示すように、第２収納空間において、流路７４０の流入口７４１側にＢ相リアクトル５２２が位置している。ｘ方向において、流入口７４１から離間する態様で、Ｂ相リアクトル５２２、Ｂ相レグ５３２、および、第１コンデンサ５１０の一部が順に並んでいる。

そしてｚ方向において、冷却器８００は支持部７１０を介してＢ相リアクトル５２２およびＢ相レグ５３２それぞれと並んでいる。Ａ相リアクトル５２１は支持部７１０を介してＢ相レグ５３２と並んでいる。第１コンデンサ５１０の一部と残りとが支持部７１０を介して並んでいる。流路７４０は冷却器８００とＢ相リアクトル５２２との間、冷却器８００とＢ相レグ５３２との間、および、Ａ相リアクトル５２１とＢ相レグ５３２との間それぞれに位置している。

以上に示した構成のため、流路７４０を流れる冷媒によってＢ相リアクトル５２２、Ｂ相レグ５３２、および、Ａ相リアクトル５２１それぞれが冷却される。冷却器８００を流れる冷媒によってＡ相リアクトル５２１が冷却される。

図２に示すようにＡ相リアクトル５２１とＢ相リアクトル５２２との間に支持部７１０が位置している。Ａ相リアクトル５２１とＢ相リアクトル５２２とはｘ方向で離れている。Ｂ相リアクトル５２２はＡ相リアクトル５２１よりもｘ方向において流入口７４１側に位置している。

そしてＡ相リアクトル５２１とＢ相リアクトル５２２とはｚ方向で並んでいない。第２主面７１０ｂにおけるｚ方向に沿ったＡ相リアクトル５２１の投影領域にＢ相リアクトル５２２は位置していない。第２主面７１０ｂにおけるｚ方向に沿ったＡ相リアクトル５２１の投影領域外にＢ相リアクトル５２２が位置している。

＜流入口＞
図２および図３に示すように流入口７４１は、流路７４０よりも内径が広くなっている。流入口７４１は、側面７１０ｃにおける自身の開口する面からｘ方向に離れるにしたがって、その内径が徐々に狭まる形状を成している。以下においては側面７１０ｃにおける流入口７４１と流出口７４２それぞれの開口する面を開口面７１０ｄと示す。開口面７１０ｄはｘ方向に面している。

流入口７４１は、ｚ方向で離間して対向する上面７４１ａと下面７４１ｂ、および、ｙ方向で離間して対向する左面７４１ｃと右面７４１ｄを有する。上面７４１ａ、右面７４１ｄ、下面７４１ｂ、および、左面７４１ｃが、ｘ方向まわりの周方向で順に環状に連結されている。

流入口７４１の内径は、上面７４１ａと下面７４１ｂのｚ方向の離間距離、および、左面７４１ｃと右面７４１ｄのｙ方向の離間距離によって定められる。

図２に示すように下面７４１ｂはｚ方向に面している。これに対して上面７４１ａはｚ方向に対して傾斜している。上面７４１ａは、開口面７１０ｄからｘ方向に離れるにしたがって、下面７４１ｂとのｚ方向の離間距離が徐々に狭まる態様で、ｚ方向に対して傾斜している。すなわち上面７４１ａは、開口面７１０ｄから流路７４０の中空に近づくにしたがって、下面７４１ｂとのｚ方向の離間距離が徐々に狭まる態様で、ｚ方向に対して傾斜している。

図３に示すように左面７４１ｃと右面７４１ｄそれぞれはｙ方向に対して傾斜している。左面７４１ｃと右面７４１ｄそれぞれは、開口面７１０ｄからｘ方向に離れるにしたがって、左面７４１ｃと右面７４１ｄとのｙ方向の離間距離が徐々に狭まる態様で、ｙ方向に対して傾斜している。すなわち左面７４１ｃと右面７４１ｄそれぞれは、開口面７１０ｄから流路７４０の中空に近づくにしたがって、左面７４１ｃと右面７４１ｄとのｙ方向の離間距離が徐々に狭まる態様で、ｙ方向に対して傾斜している。

以上に示したように、上面７４１ａと下面７４１ｂのｚ方向の離間距離が、開口面７１０ｄから流路７４０の中空に近づくにしたがって徐々に狭まっている。左面７４１ｃと右面７４１ｄのｙ方向の離間距離が、開口面７１０ｄから流路７４０の中空に近づくにしたがって徐々に狭まっている。これにより流入口７４１の内径は、開口面７１０ｄから流路７４０の中空へと近づくにしたがって徐々に狭まっている。

そのために流入口７４１に供給された冷媒の流速は、開口面７１０ｄから流路７４０の中空へと近づくにしたがって徐々に速まる。流入口７４１から流路７４０に供給される冷媒の流速が速まる。この流速の速まった冷媒がコンバータ５００とインバータ６００それぞれの構成要素と熱交換する。

＜作用効果＞
上記したようにＡ相リアクトル５２１とＢ相リアクトル５２２との間に支持部７１０が位置している。Ａ相リアクトル５２１とＢ相リアクトル５２２はｘ方向で離れ、ｚ方向で並んでいない。第２主面７１０ｂにおけるｚ方向に沿ったＡ相リアクトル５２１の投影領域以外の領域にＢ相リアクトル５２２が位置している。

そのために通電などによってＡ相リアクトル５２１とＢ相リアクトル５２２のうちの一方で発生した熱が、Ａ相リアクトル５２１とＢ相リアクトル５２２のうちの他方に伝熱することが抑制される。伝熱の態様をより具体的に説明すれば、Ａ相リアクトル５２１とＢ相リアクトル５２２との間での熱輻射の伝達が抑制される。支持部７１０を介したＡ相リアクトル５２１とＢ相リアクトル５２２との間での熱伝導が抑制される。これによりＡ相リアクトル５２１とＢ相リアクトル５２２それぞれの温度上昇が抑制される。

例えばＡ相レグ５３１のみをＰＷＭ制御した結果、Ａ相リアクトル５２１が通電によって発熱したとしても、Ａ相リアクトル５２１からＢ相リアクトル５２２への伝熱によって、Ｂ相リアクトル５２２が温度上昇することが抑制される。同様にして、Ｂ相レグ５３２のみをＰＷＭ制御した結果、Ｂ相リアクトル５２２が通電によって発熱したとしても、Ｂ相リアクトル５２２からＡ相リアクトル５２１への伝熱によって、Ａ相リアクトル５２１が温度上昇することが抑制される。

流入口７４１の内径は、開口面７１０ｄからｘ方向に離れるにしたがって徐々に狭まっている。これにより流路７４０の冷媒の流速が速められている。そのために冷媒が流路７４０を流動する過程において、コンバータ５００とインバータ６００それぞれの構成要素と熱交換する時間が短くなる。これによりコンバータ５００とインバータ６００それぞれの構成要素との熱交換によって冷媒の温度上昇が大きくなることが抑制されている。流路７４０の上流側の冷媒と、流路７４０の下流側の冷媒の温度差が大きくなることが抑制されている。流路７４０の上流側と下流側に設けられるコンバータ５００とインバータ６００それぞれの構成要素の冷媒による冷却効果の差が大きくなることが抑制されている。

例えば、Ｂ相リアクトル５２２はＡ相リアクトル５２１よりも流路７４０の上流側に位置している。しかしながら上記したように流路７４０の上流側を流れる冷媒の温度と下流側を流れる冷媒の温度とに差が生じることが抑制されている。そのためにＡ相リアクトル５２１とＢ相リアクトル５２２それぞれを冷却する冷媒の温度に差が生じることが抑制されている。Ａ相リアクトル５２１とＢ相リアクトル５２２それぞれの冷媒による冷却効果の差が大きくなることが抑制されている。

流入口７４１の上面７４１ａは、開口面７１０ｄからｘ方向に離れるにしたがって、下面７４１ｂとのｚ方向の離間距離が徐々に狭まる態様で、ｚ方向に対して傾斜している。

これによればｚ方向を鉛直方向に沿わせるとともに、上面７４１ａを下面７４１ｂよりも鉛直方向において上側に配置させることで、上面７４１ａ側の冷媒を重力によって加速させることができる。これにより冷媒の流速を効果的に速めることができる。

左面７４１ｃと右面７４１ｄそれぞれは、開口面７１０ｄからｘ方向に離れるにしたがって、左面７４１ｃと右面７４１ｄとのｙ方向の離間距離が徐々に狭まる態様で、ｙ方向に対して傾斜している。

これによれば、上面７４１ａと下面７４１ｂの少なくとも一方につける傾斜を緩やかにしたとしても、冷媒の流速を速めることができる。上面７４１ａと下面７４１ｂの少なくとも一方に傾斜をつけなくとも、冷媒の流速を速めることができる。

以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

（第１の変形例）
本実施形態ではコンバータ５００がＡ相リアクトル５２１とＡ相レグ５３１、および、Ｂ相リアクトル５２２とＢ相レグ５３２を有する例を示した。コンバータ５００が２相のリアクトルとレグを有する例を示した。しかしながらコンバータ５００の有するリアクトルとレグの数としては上記例に限定されない。コンバータ５００は３相以上のリアクトルとレグを有してもよい。

コンバータ５００が３相以上のリアクトルとレグを有する場合、これら３相以上のリアクトルとレグのうちの一部がケース７００の第１収納空間に収納される。残りがケース７００の第２収納空間に収納される。そして第１収納空間に収納されたリアクトルと第２収納空間に収納されたリアクトルとはｚ方向で並ばない配置になる。これにより第１収納空間に収納されたリアクトルと第２収納空間に収納されたリアクトルとの間の伝熱が抑制される。

（第２の変形例）
本実施形態では流入口７４１の上面７４１ａと下面７４１ｂのｚ方向の離間距離が、開口面７１０ｄからｘ方向に離れるにしたがって徐々に狭まっている例を示した。左面７４１ｃと右面７４１ｄのｙ方向の離間距離が、開口面７１０ｄからｘ方向に離れるにしたがって徐々に狭まっている例を示した。これにより流入口７４１の内径が、開口面７１０ｄからｘ方向に離れるにしたがって徐々に狭まっている例を示した。流入口７４１の開口面７１０ｄに面する方向（ｘ方向）に直交する断面積が、開口面７１０ｄからｘ方向に離れるにしたがって徐々に小さくなる例を示した。

しかしながら流入口７４１の上面７４１ａと下面７４１ｂのｚ方向の離間距離は、開口面７１０ｄからｘ方向に離れるにしたがって徐々に拡がってもよいし、一定でもよい。流入口７４１の左面７４１ｃと右面７４１ｄのｙ方向の離間距離は、開口面７１０ｄからｘ方向に離れるにしたがって徐々に拡がってもよいし、一定でもよい。流入口７４１の内径は、開口面７１０ｄからｘ方向に離れるにしたがって徐々に拡がってもよいし、一定でもよい。流入口７４１のｘ方向に直交する断面積は、開口面７１０ｄからｘ方向に離れるにしたがって徐々に大きくなってもよいし、一定でもよい。

また、流入口７４１の上面７４１ａと下面７４１ｂのｚ方向の離間距離が一定であり、なおかつ、左面７４１ｃと右面７４１ｄのｙ方向の離間距離が、開口面７１０ｄからｘ方向に離れるにしたがって徐々に狭まる構成を採用することもできる。この場合、上面７４１ａと下面７４１ｂの少なくとも一方に傾斜をつけるためのｚ方向の厚みを支持部７１０が有さなくともよくなる。そのために支持部７１０のｚ方向の体格の増大が抑制される。ひいては、電力変換装置３００のｚ方向の体格の増大が抑制される。

（第３の変形例）
本実施形態ではＡ相レグ５３１とＢ相レグ５３２それぞれの備えるハイサイドスイッチ５３５とローサイドスイッチ５３６、および、ハイサイドダイオード５３５ａとローサイドダイオード５３６ａが樹脂封止されて１つのパッケージが構成される例を示した。１相のレグの備える２つのスイッチと２つのダイオードが樹脂封止されて１つのパッケージが構成される例を示した。

しかしながらこれとは異なり、例えばハイサイドスイッチ５３５とハイサイドダイオード５３５ａが樹脂封止されて１つのパッケージが構成されてもよい。ローサイドスイッチ５３６とローサイドダイオード５３６ａが樹脂封止されて１つのパッケージが構成されてもよい。

本実施形態ではＵ相レグ６２１〜Ｗ相レグ６２３それぞれの備えるハイサイドスイッチ６２４とローサイドスイッチ６２５、および、ハイサイドダイオード６２４ａとローサイドダイオード６２５ａが樹脂封止されて１つのパッケージが構成される例を示した。

しかしながらこれとは異なり、例えばハイサイドスイッチ６２４とハイサイドダイオード６２４ａが樹脂封止されて１つのパッケージが構成されてもよい。ローサイドスイッチ６２５とローサイドダイオード６２５ａが樹脂封止されて１つのパッケージが構成されてもよい。パッケージの構成形態としては特に限定されない。

（その他の変形例）
本実施形態では電力変換ユニットが電力変換装置３００の構成要素の全てを有する例を示した。しかしながら電力変換ユニットにはコンバータ５００の構成要素が含まれていればよく、インバータ６００の構成要素は含まれていなくともよい。

本実施形態では電力変換ユニットが電気自動車用の車載システム１００に含まれる例を示した。しかしながら電力変換ユニットの適用としては特に上記例に限定されない。例えばモータと内燃機関を備えるハイブリッドシステムに電力変換ユニットが含まれる構成を採用することもできる。

本実施形態では電力変換装置３００が１つのモータ４００に接続される構成を示した。しかしながら電力変換装置３００が複数のモータ４００に接続される構成を採用することもできる。この場合、電力変換装置３００はインバータ６００を複数備える。

１００…車載システム、２００…バッテリ、３００…電力変換装置、４００…モータ、５００…コンバータ、５２１…Ａ相リアクトル、５２２…Ｂ相リアクトル、５３１…Ａ相レグ、５３２…Ｂ相レグ、６００…インバータ、７００…ケース、７１０…支持部、７１０ａ…第１主面、７１０ｂ…第２主面、７１０ｃ…側面、７１０ｄ…開口面、７４０…流路、７４１…流入口、７４１ａ…上面、７４１ｂ…下面、７４１ｃ…左面、７４１ｄ…右面、７４２…流出口

Claims (5)

1. 複数のスイッチ（５３１，５３２）と、
   複数の前記スイッチと電気的に接続される複数のリアクトル（５２１，５２２）と、
   複数の前記スイッチと複数の前記リアクトルそれぞれを支持する支持部（７１０）と、を有し、
   複数の前記リアクトルのうちの一部を第１リアクトル（５２１）、残りを第２リアクトル（５２２）とすると、
   前記支持部の第１支持面（７１０ａ）に前記第１リアクトルが支持され、前記第１支持面の裏側の第２支持面（７１０ｂ）に前記第２リアクトルが支持され、
   前記支持部の内部に冷媒を流動させるための流路（７４０）が構成され、
   前記流路の一部が、前記第１支持面と前記第２支持面の並ぶ並び方向において、前記第１リアクトルと前記第２リアクトルそれぞれと並び、
   前記並び方向に直交する直交方向において前記第１リアクトルと前記第２リアクトルとが離間し、前記第２支持面における前記並び方向に沿った前記第１リアクトルの投影領域外に前記第２リアクトルが支持されている電力変換ユニット。
2. 前記支持部における前記第１支持面と前記第２支持面とを連結する連結面（７１０ｃ）に、前記流路に前記冷媒を供給するための流入口（７４１）が開口しており、
   前記流入口は、前記連結面における前記流入口の開口する開口面（７１０ｄ）から離間するにしたがって、内径が狭まっている請求項１に記載の電力変換ユニット。
3. 前記流入口は、前記並び方向で離間して対向する上面（７４１ａ）と下面（７４１ｂ）、および、前記上面と前記下面とを連結する左面（７４１ｃ）と右面（７４１ｄ）を有する請求項２に記載の電力変換ユニット。
4. 前記上面は、前記開口面から離間するにしたがって前記上面と前記下面との前記並び方向での離間距離が狭まる態様で、前記並び方向に対して傾斜している請求項３に記載の電力変換ユニット。
5. 前記左面と前記右面のうちの少なくとも一方は、前記開口面から離間するにしたがって前記左面と前記右面との離間距離が狭まる態様で、前記左面と前記右面の対向する対向方向に対して傾斜している請求項３または請求項４に記載の電力変換ユニット。

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